はじめに

　FPGAの書き込みにはFPGAベンダー製の書き込み用のダウンロードケーブルが必要ですが、お値段が高いのが悩みどころです。書き込みだけであれば市販のJTAGケーブルが利用可能です。書籍(FPGA電子工作スーパーキット)に付属しいるMAX10-FBとFT232HLモジュールを題材に書き込み手順を紹介します。

★★★セミナー情報★★★<広告>

〇手ぶらでOK！実習・Raspberry Pi PicoW×MicroPython I/Oデバイス「時短」開発入門

--  133MHz ARM Cortex-M0マイコンをPythonでプログラミング

2024年12月6日(金) CQ出版社セミナルーム

 詳しくはこちらへ

1-1.使用する機材

　FPGAボード　MAX10-FB　書籍 :FPGA電子工作スーパーキットの付属品

　　書籍にはダウンロードケーブル互換基板(部品無し)が付属します。

　　これを使ってもFPGAの書き込みができます。

　　注意!! このページ方法でJTAGケーブルを使ってMAX10-FBに書き込みをすると

　　出荷時に書き込まれている回路(PICへのダウンロードケーブル互換プログラム書き込み)が

　　消去されます。ダウンロードケーブル互換基板の使用予定のある方はご注意ください。

　JTAGケーブル　 FT232HLモージュール　購入先：秋月電子通商

　　USB-シリアル変換モジュールですがJTAGも使えます。普段はUSB-シリアル変換機として使えるので

　　1個持っていると重宝します。値段は1200円です。

1-2.使用するツール

　Quartus Prime Lite Edition (18.0を使用)

　　FPGAの回路設計に使います。インテル社のサイトからダウンロードできます。

　　インストール、使用方法はインテル社の情報を参考してください。

　UrJTAG フリーソフト

　　JTAGの制御ソフトです。フラッシュROMの書き込み機能を使ってMAX10へ書き込みします。

1-3．UrJTAGのインストール

　Windows10でUrJTAGのインストール方法を紹介します。

https://sourceforge.net/projects/urjtag/files/urjtag/で"Download Latest Version"をクックして
インストールデータをダウンロードします。管理者権限でインストールデータを実行するとインストールが開始します。

次にUrJTAGの実行に必要なlibusb0.dllを追加します。https://sourceforge.net/projects/libusb-win32/でDownloadをクリックしてダウンロードしたデータを解凍します。解凍データのbin/x86/libusb0_x86.dllをUrJTAGのインストールファルダにコピーしてファイル名をlibusb0.dllに変更します。

1-4.BSDLファイルの入手

　UrJTAGのインストール時にはMAX10の情報がありません。MAX10-FBで使用しているデバイス：M08SAE144のBSDLファイルをインテル社のサイトから入手します。

入手した10M08SAE144.bsdを任意のフォルダへ保存します。

2-5.他の設定ファイルの作成

　あと二つの設定ファイルを作成します。一つ目はdata/altera/PARTSです。10M08SAE144の情報を追加します。必要な情報は16-bit Part NumberでBSDLファイル(10M8SAE144.bsd)から探します。以下が該当部分の抜粋です。

--10M8SAE144.bsdの抜粋

attribute IDCODE_REGISTER of MAX_10_10M08SAE144 : entity is
  "0000"&               --4-bit Version
  "0011000110000010"&   --16-bit Part Number
  "00001101110"&        --11-bit Manufacturer's Identity
  "1";                  --Mandatory LSB

16-bit Part Numberは"0011000110000010"となっています．PARTSの最後の行に 10M08SAE144の情報を以下のように追加します。

--PARTSの内容

# bits 27-12 of the Device Identification Register
0010000010000010 ep1c6q240  EP1C6Q240
0010000010000011 ep1c12   EP1C12
0010000010000100 ep1c20f400  EP1C20F400
0111000100101000 epm7128aetc100  EPM7128AETC100
0111000001100100 epm3064a  EPM3064A
0010000010110010 ep2c8   EP2C8
0011000110000010    10m08sae144  10M08SAE144　#この行を追加

二つめのファイルはSTEPPINGSファイルです。UrJTAGインストールファルダ/data/altera/10m08sae144にSTEPPINGSファイルを追加します．内容は以下になります。

--STEPPINGSの内容

0000 10m08sae144  0

設定ファイルの追加は以上です。

2-6.detectの再実行

　UrJTAGを起動して再度cable,detectコマンドを実行します。

jtag> cable ft2232
Couldn't connect to suitable USB device.
Error: Cable connection failed!
jtag> cable ft2232
Connected to libftd2xx driver.
jtag> detect
IR length: 10
Chain length: 1
Device Id: 00000011000110000010000011011101 (0x00000000031820DD)
  Manufacturer: Altera
  Part(0):         10M08SAE144
  Stepping:     0
  Filename:     c:\program files (x86)\urjtag\data/altera/10m08sae144/10m08sae144
こんどはパーツが10M08SAE144と認識されます。

3-2.svfファイルの書き込み

　UrJTAGからsvfコマンドでMAX10へ書き込みを実行します。

svfの後にパスも含めたsvfファイル名を指定します。

jtag> svf c:\svf\max10_fb_led.svf stop progress
Warning svf: unimplemented mode 'ABSENT' for TRST
Parsing   1460/1467 ( 99%)
Scanned device output matched expected TDO values.

jtag>

書き込みには多少時間が掛かり、書き込み中にエラーが発生した場合はエラーメッセージの表示されます。

エラーメッセージがなく、"jtag>"プロンプトが表示されれば書き込みに成功です。